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QB上海隧道工程股份有限公司企业技术标准QJ/STEC001-2009基坑工程内支撑体系钢围檩施工操作规程（试行）条文说明2009-11-23发布2009-11-23实施上海隧道工程股份有限公司发布条文说明QJ/STEC001-2009目录1总则...........................................................................................................................................12钢围檩的选型和节点验算.......................................................................................................32.1钢围檩的选型...................................................................................................................32.2节点验算...........................................................................................................................53材料进场检验和安装前准备...................................................................................................73.1材料进场检验...................................................................................................................73.2安装前准备.......................................................................................................................74钢围檩的安装...........................................................................................................................94.1钢围檩安装.......................................................................................................................94.2特殊情况处理.................................................................................................................115钢围檩施工验收.....................................................................................................................14条文说明QJ/STEC001-20091总则1.0.1围檩-支撑体系的受力性能和稳定性是确保基坑工程安全的关键因素。本规程通过钢围檩的受力计算来确定钢围檩体系，满足安全可靠、经济可行的要求；提出钢围檩施工各关键环节的控制要求，即有利于规范化施工，又保证钢围檩施工的质量。1.0.2排桩围护是指目前常规采用的钻孔灌注桩、咬合桩、SMW、旋喷插型钢等围护体系。地下连续墙围护一般不采用钢围檩，但根据要求设置钢围檩时，本规程也同样适用。1.0.3钢围檩的施工应遵照本规程流程图要求进行，施工前应对方案图进行稳定性和受力分析，尤其对于异形基坑和不规则基坑，必要时须与设计协商进行设计方案优化。1.0.4-1一般支撑体系属于平面支撑体系，可以参照本规程进行受力计算。钢围檩、支撑等不在同一平面内的支撑体系称之为空间斜撑体系，空间斜撑体系不适用本章的计算，应进行专项的分析和计算。1.0.4-2对于基坑围檩-支撑体系的整体稳定性，应考虑围檩-支撑体系施工过程中及围檩-支撑体系安装完成后，尤其要考虑斜支撑分力的平衡。在围檩-支撑体系布置中，不得出现类似图1.1不平衡的支撑体系的工况，其受力简图如图1.2。对于类似情况，可以通过施工流程调整来解决。图1.1：不平衡支撑体系案例图1条文说明QJ/STEC001-2009图1.2：不平衡支撑体系受力简图1.0.4-3对于规则基坑，应考虑斜撑的受力平衡，尽早形成封闭的支撑体系，并采用合理的开挖和支撑安装顺序（如图1.3，应先施工①区，再同时施工②、③区）；对于不规则基坑或异形基坑，应合理布置支撑体系，采取有效的措施满足受力平衡要求，必要时可通过与设计协商优化设计方案，保证基坑围檩-支撑体系的稳定。图1.3：基坑开挖和支撑安装顺序图1.0.5本规程中钢围檩设计遵照《钢结构设计规范》（GB50017-2003），施工要求遵照《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001），钢支撑的安装应遵照《基坑钢支撑设计制作与使用规程》（QJ/SD04•10-99），同时，对于基坑工程的施工应遵照《基坑工程设计规范》（DBJ08-61-97）和《上海地铁基坑工程施工规程》（SZ-08-2000）的要求。2条文说明QJ/STEC001-20092钢围檩的选型和节点验算2.1钢围檩的选型2.1.1一般情况下，设计指定钢围檩型号，则应根据本章要求对钢围檩进行复核。如果复核结果不能满足受力要求，则应向设计提出适合的钢围檩型号，如果需要对设计钢围檩进行优化，则应取得设计、业主、监理等单位的书面认可。在设计没有指定钢围檩型号的情况下，根据本章要求对钢围檩进行设计，并根据实际情况确定钢围檩型号，并取得设计、业主、监理等单位的书面认可。2.1.2为了简化计算，同时满足设计要求，本章计算的原始数据以设计图纸指明的钢支撑的设计轴力为依据。将钢围檩简化为梁、钢支撑简化为铰接支座，钢支撑的设计轴力即为支座支撑力，再换算成梁上均布荷载，斜撑的水平分力换算为钢围檩梁的轴力，再计算梁上弯矩、剪力、轴力等。2.1.3钢围檩分析和计算时，假设钢围檩为等截面梁，钢支撑为铰接支座。在钢围檩自重产生的弯矩相对较小的情况下，简化为（纯）受弯构件进行计算，其强度和稳定性计算均简化为公式fWM≤γ。钢围檩抗弯计算时，昀不利弯矩是单跨围檩时产生的弯矩（即该段钢围檩上只有两根支撑），取281qlM=，其中lNq=，N为支撑设计轴力，l为支撑中心间距。单跨钢围檩受力图如图2.1，其弯矩图如图2.2。图2.1：单跨钢围檩受力图3条文说明QJ/STEC001-2009图2.2：单跨钢围檩弯矩图2.1.4钢围檩的抗剪计算时，昀不利的剪力取两跨钢围檩时的剪力（即该段围檩上有三根支撑），剪力取（单跨钢围檩时，剪力为）。双跨钢围檩受力图如图2.3，其剪力图如图2.4。N625.0N5.0图2.3：双跨钢围檩受力图图2.4：双跨钢围檩剪力图2.1.5基坑斜撑作用于钢围檩上，产生作用于钢围檩的轴向压力。钢围檩的抗压计算时，应考虑多道斜撑分力的累加。如图2.5，当有两根斜撑时，产生斜撑分力P1、P2时，其计算轴力N＝P1＋P2，如图2.6所示。计算公式中，ϕ值的精确取值见《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录C，在一般情况下，偏安全考虑，简化计算，ϕ值可以取0.9。4条文说明QJ/STEC001-2009图2.5：基坑支撑体系示意图图2.6：钢围檩轴力示意图2.1.6在受力计算中，以抗弯和抗压公式计算的结果为基础选择钢围檩型号，再采用抗剪计算公式进行复核，抗弯、抗压、抗剪三者必须同时满足要求。附录A为钢围檩复核和设计的样表，在附件中给出了钢围檩复核和设计的计算表格，可以输入相关参数后，确定钢围檩的型号。2.1.7一般情况，钢围檩宜采用双拼或多拼型钢，不宜采用单根型钢，且不宜选用自制型钢。钢围檩常用H型钢有：500×200×10×16,488×300×11×18,700×300×13×24,400×400×13×21等。附录B和附录C中是常用的热轧H型钢和工字钢参数表，可供参考。2.2节点验算2.2.1-1钢支撑和钢围檩的重量由小牛腿来支承，根据小牛腿间距计算钢支撑和围檩的作用于小牛腿的重力，再计算作用于小牛腿根部的弯矩M。5条文说明QJ/STEC001-2009图2.7：钢板小牛腿剖面示意图（单位：mm）2.2.1-2一般情况，小牛腿钢板厚度不小于20mm，小牛腿长度宜超过钢围檩宽度50mm以上，小牛腿与围护焊接应采用双面角焊缝，且焊缝高度不小于10mm，如图2.7所示。2.2.2在工程施工中，支撑位置钢围檩抗压强度不足，发生屈服的现象较常出现，因而，必须对支撑位置的钢围檩进行加劲处理。根据基坑深度的不同，支撑轴力钢围檩受力也相差较大，加劲板的数量应根据计算确定。加劲板安装如图2.8、2.9所示。图2.8：加劲板安装平面图（单位：mm）图2.9：加劲板安装剖面图（单位：mm）6条文说明QJ/STEC001-20093材料进场检验和安装前准备3.1材料进场检验3.1.1-1材料进场后，由质量部门和材料部门对钢围檩型钢高度，翼板宽度、厚度，腹板厚度等尺寸进行量测，如不能符合要求，一律退场，严禁使用。3.1.1-2选用的钢围檩应满足表面平整、顺直、无油污、无锈蚀且未损伤等要求，型钢弯曲昀大挠度不超过1/300。3.1.1-3钢围檩拼接接头未达到要求，应按3.1.2拼接接头要求处理，钢围檩对接接头应满足3.1.3要求。3.1.1-4型钢选材长度应保证安装后钢围檩每6m范围内安装接头不宜多于2个。3.1.2对于双榀（多榀）钢围檩，型钢与型钢的翼板应间隔式对接焊（如图3.1）或加缀板角焊（如图3.2），且尺寸应满足图示要求，缀板厚度不小于母材。图3.1：型钢电焊拼接图（单位：mm）图3.2：型钢加缀板拼接（单位：mm）3.1.3钢围檩对接接头的抗压、抗剪、抗弯强度应与原材料相同，电焊应由专业的电焊工实施，并采取有效措施保证电焊质量。3.2安装前准备3.2.1随基坑开挖，清除围护体上附着的渣土。对于内插型钢的围护（SMW，旋7条文说明QJ/STEC001-2009喷插型钢围护），暴露出基坑内侧的型钢面；对于钢筋笼的围护（如钻孔桩、地下墙等围护），暴露出围护体，在安装钢围檩处，暴露出用于焊接小腿的钢筋。3.2.2根据支撑设计标高、钢围檩尺寸、施工净空要求等确定小牛腿的标高，根据钢围檩长度通过放样确定每个牛腿的安装位置，安装标高误差应小于2cm。3.2.3根据支撑间距进行现场放样后，确定支撑在钢围檩上的安装位置，然后根据计算结果对钢围檩进行加强处理。加劲板宜选用不小于20mm的钢板，高度与型钢翼板齐平，加劲板与钢围檩型钢的腹板、翼板均采用双面角焊缝焊接，有效焊缝高度不小于10mm。加劲板的数量不得少于上下各三块，间距控制在200~250mm。加劲板应在地面焊接完成，以确保电焊质量，见图2.8、2.9。8条文说明QJ/STEC001-20094钢围檩的安装4.1钢围檩安装4.1.1-1对于钻孔桩、咬合桩、地下墙等围护的钢围护支承应选用钢板小牛腿（确保小牛腿的焊接质量），对于内插钢型的围护钢围檩支承可以采用型钢支架或钢板小牛腿。4.1.1-2小牛腿应根据支撑位置、围檩长度等确定，应与排桩围护的主筋、预埋件或内插型等连接，间距一般宜为2～3m，小牛腿应比钢围檩宽度大于5～10cm，如图4.1、图4.2。图4.1：型钢支架